Cân bằng nước lưu vực sông La Ngà bằng mô hình Mike Hydro

Nghiên cứu ứng dụng mô hình cân bằng nước MIKE HYDRO để đánh giá khả năng đáp ứng của nguồn nước cho các nhu cầu sử dụng nước khác nhau trên lưu vực sông La Ngà. Kết quả sẽ là cơ sở dữ liệu để đề xuất các giải pháp khoa học và công nghệ về hiệu quả và tính bền vững trong kiểm soát và khai thác tài nguyên nước mặt ở LVS La Ngà.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Cân bằng nước lưu vực sông La Ngà bằng mô hình Mike Hydro TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Bài báo khoa học Cân bằng nước lưu vực sông La Ngà bằng mô hình Mike Hydro Nguyễn Văn Hồng1*, Phạm Ánh Bình1 1 Phân Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu; nguyenvanhong79@gmail.com; binhpi1909@gmail.com *Tác giả liên hệ: nguyenvanhong79@gmail.com; Tel.: +84–913613206 Ban Biên tập nhận bài: 8/9/2023; Ngày phản biện xong: 24/10/2023; Ngày đăng bài: 25/1/2024 Tóm tắt: Nghiên cứu ứng dụng mô hình cân bằng nước MIKE HYDRO để đánh giá khả năng đáp ứng của nguồn nước cho các nhu cầu sử dụng nước khác nhau trên lưu vực sông La Ngà. Kết quả tính toán cho thấy vấn đề thiếu nước sử dụng tập trung ở vùng hạ lưu sông với tổng lượng nước thiếu cả năm trên toàn lưu vực sông (LVS) chiếm khoảng 16,1- 16,4% tổng nhu cầu sử dụng nước, thời gian thiếu nước nhiều nhất vào tháng II-V (4,2- 26,2%). Do sự phân bố nguồn nước không đều theo thời gian và không gian cùng với tình hình diễn biến bất thường của thời tiết dưới tác động của biến đổi khí hậu đã làm cho sự thiếu hụt nước ngày càng nghiêm trọng hơn vào năm 2030. Kết quả sẽ là cơ sở dữ liệu để đề xuất các giải pháp khoa học và công nghệ về hiệu quả và tính bền vững trong kiểm soát và khai thác tài nguyên nước mặt ở LVS La Ngà. Từ khóa: Cân bằng nước; MIKE HYDRO; Lưu vực sông La Ngà. 1. Mở đầu Sông La Ngà là phụ lưu bên trái lớn nhất của sông Đồng Nai, đây là vùng cấp nước có tính chiến lược cho toàn LVSĐN&PC. Tuy nhiên do địa hình rừng núi bị chia cắt rất mạnh, lượng mưa phân bố không đều, thiếu công trình hồ chứa để chủ động tạo nguồn nước nên trong mùa khô vẫn còn tình trạng thiếu nước ở một số khu vực, mùa mưa thường gây ra ngập úng, lũ lụt ven sông. Biến đổi khí hậu (BĐKH) là một trong những thách thức lớn đối với nhân loại trong thế kỉ 21 [1]. Trong những năm gần đây, ảnh hưởng của BĐKH, thời tiết cực đoan ngày càng gia tăng. Mùa khô năm 2016, ảnh hưởng của hiện tượng El Nino tình trạng nắng nóng gay gắt, thiếu nước kéo dài liên tục, đặc biệt tháng 3, 4 và tháng 5/2016 nhiệt độ cao hơn nhiều so với trung bình nhiều năm cùng thời kỳ, lượng mưa thiếu hụt lớn so với trung bình nhiều năm, lượng bốc hơi bề mặt lớn làm thiếu hụt trầm trọng dòng chảy. Lượng nước thiếu hụt nghiêm trọng trong mùa khô có ảnh hưởng rất lớn đến các ngành kinh tế, nhất là sản xuất nông nghiệp, khi mà trình độ sản xuất, biện pháp, kỹ thuật canh tác chưa áp dụng hiệu quả khoa học công nghệ mới. Tiềm năng thủy điện trên LVS La Ngà cũng rất lớn. Có thể kể đến công trình thủy điện Hàm Thuận - Đa Mi xả cấp nước cho vùng đồng bằng La Ngà của huyện Đức Linh và Tánh Linh với lưu lượng 45m3/s. Tuy nhiên việc xuất hiện các đập thủy điện này cũng gây nhiều hệ lụy tiêu cực về môi trường cũng như sự xung đột lợi ích trong sử dụng nước với cộng đồng dân cư ở hạ lưu, hàng nghìn hộ dân mặc dù sống dọc theo dòng sông La Ngà, một trong những nơi có trữ lượng nước ngọt lớn nhất tỉnh Đồng Nai lại rơi vào tình trạng thiếu nước sinh hoạt nghiêm trọng vào mùa khô. Để khắc phục và giảm thiểu tình trạng thiếu nước ở đây, nhằm chủ động phục vụ chỉ đạo phòng chống hạn hán, điều hành cấp nước cho Tạp chí Khí tượng Thủy văn 2024, 757, 11-24; doi:10.36335/VNJHM.2024(757).11-24 http://tapchikttv.vn/ Tạp chí Khí tượng Thủy văn 2024, 757, 11-24; doi:10.36335/VNJHM.2024(757).11-24 12 sản xuất nông nghiệp hàng năm, việc tiến hành cân bằng nguồn nước đối với lưu vực sông là hết sức cần thiết. Hiện nay, trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu sử dụng các mô hình toán khác nhau để mô phỏng cân bằng nguồn nước như WEAP [2–4], SWAT [4, 5], MIKE HYDRO [6, 7]. Nhiều nghiên cứu trong nước trong nước cũng sử dụng các mô hình trên để xác định cân bằng nước trên các lưu vực như: lưu vực sông Vệ [8], lưu vực sông Cái Phan Rang [9], lưu vực sông Sê San [10],…và đánh giá tài nguyên nước mặt trên phạm vi hành chính tỉnh Đà Nẵng [11]. Trên lưu vực sông La Ngà, các nghiên cứu cũng sử dụng mô hình toán để đánh giá lưu lượng dòng chảy và bồi lắng tại các tiểu lưu vực [12], đánh giá chất lượng nước mặt trên lưu vực [13], đánh giá tác động của công trình hồ đập tới dòng chảy hạ lưu sông [14] và đánh giá mô hình vỡ đập Hàm Thuận - Đa Mi đến hạ lưu sông [15, 16]. Tuy nhiên, các nghiên cứu chưa chi tiết và toàn diện trong mối quan hệ với dân số, sự phát triển kinh tế - xã hội và bối cảnh biến đổi khí hậu (BĐKH). Bài báo nghiên cứu thiết lập mô hình MIKE HYDRO nhằm: (i) Tính toán thủy văn xác định dòng chảy đến trên lưu vực cho trường hợp hiện tại và trường hợp xét đến kịch bản BĐKH đến năm 2030; (ii) Tính toán nhu cầu dùng nước mặt phục vụ các ngành đến năm 2030; (iii) Cân bằng nước cho lưu vực nghiên cứu từ đó đánh giá khả năng cung cấp nước của hệ thống sông suối phục vụ các ngành kinh tế theo các kịch bản biến đổi khí hậu và phát triển kinh tế xã hội đến năm 2030. Các kết quả tính toán làm cơ sở cho việc đề xuất các giải pháp nhằm quản lý, khai thác và sử dụng có hiệu quả tài nguyên nước lưu vực sông La Ngà dưới tác động của BĐKH. Hình 1. Sơ đồ trình tự tính toán cân bằng nước. 2. Số liệu sử dụng và phương pháp nghiên cứu 2.1. Giới thiệu về khu vực nghiên cứu Sông La Ngà là một phụ lưu của sông Đồng Nai, nằm trong 107o9’ - 108o9’ kinh độ Đông 10o50’ - 11o46’ vĩ độ Bắc (Hình 2), bắt nguồn từ cao nguyên Di Linh, Bảo Lộc (tỉnh Lâm Đồng) với diện tích lưu vực 4.170 km2. Lượng mưa trung bình năm cao nhất khoảng 2.354mm, tổng lượng dòng chảy hàng năm vào khoảng 4.799,97 triệu m³ [16]. Về khí hậu, LVS La Ngà chịu ảnh hưởng chịu ảnh hưởng của chế độ khí hậu nhiệt đới gió mùa: mùa mưa (tháng V đến tháng X) và mùa khô (từ tháng XI đến tháng IV năm sau). Nhiệt độ không khí, bốc hơi, số giờ nắng tăng dần từ thượng lưu xuống hạ lưu. Hệ thống công trình thủy điện Hàm Thuận - Đa Mi trên lưu vực sông La Ngà đi vào hoạt động với tổng công suất lắp máy là 475Mw với điện lượng bình quân ...